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疾患特異的iPS細胞を用いた、細胞内代謝分配が血球分化に果たす役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J06514
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 小児科学
研究機関京都大学

研究代表者

佐伯 憲和  京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード疾患特異的iPS細胞 / 細網異形成症 / AK2 / 細胞内エネルギー分布 / 細胞内ATP分布 / 遺伝子プロファイル / RNA合成速度 / TCAサイクル / DCA / 血液前駆細胞 / メタボローム解析 / 代謝フラックス解析
研究実績の概要

本年度は新生RNAを捉える手法によってAK2依存的なATP量によって制御される転写生合成速度について解析し、血液前駆細胞において核内ATP不足によって影響を受ける遺伝子プロファイルの同定を行うこと、メタボローム解析および同位体標識を利用したフラクソーム解析によって明らかとなったAK2(-)において変動が見られる代謝経路に関して、薬剤による制御を加えることで好中球の成熟遅滞を回復できないか検証し、RDにおけるエネルギー代謝産物の役割の同定することを目指した。5-bromouridine(BrU)を細胞にパルスすることで合成中のRNAの基質を置換し、ラベルされた新生RNAを時系列ごとに回収することでtotal RNAのターンオーバーを確認したところ、AK2(-)前駆細胞では合成および分解速度が有意に減少していることが示された。現在、回収した新生RNAからcDNAを合成し、次世代シーケンサーによって網羅的に測定することを検討中である。
加えて、昨年度までの代謝解析結果から、TCAサイクルの回転速度の調節が細胞の分化運命決定に重要な役割を果たすと仮説を立て、ミトコンドリアへのピルビン酸輸送キャリア阻害剤であるUK5099を前駆細胞が出現するDay4-10において投与することでTCAサイクルの阻害を実施し、表現系の回復が見られるか検証を行った。結果、UK5099投与によって、AK2(-)株においても分葉核を有する成熟好中球が認められ、AK2(+)株と同等の頻度まで回復した。現在、Tリンパ球系においても分化表現系の回復が認められるかどうか検討を行なっており、本代謝経路の役割が複数の分化系列において寄与しているかどうか検証中である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Human AK2 links intracellular bioenergetic redistribution to the fate of hematopoietic progenitors2018

    • 著者名/発表者名
      Oshima Koichi、Watanabe Akira、Nakahata Tatsutoshi、Saito Megumu K. et al.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 497 号: 2 ページ: 719-725

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.02.139

    • NAID

      120006466601

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Laminin-guided highly efficient endothelial commitment from human pluripotent stem cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohta R., Niwa A., Taniguchi Y., Suzuki NM., Toga J., Yagi E., Saiki N., Nishinaka-Arai Y., Okada C., Watanabe A., Nakahata T., Sekiguchi K., Saito MK.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: - 号: 1 ページ: 35680-35680

    • DOI

      10.1038/srep35680

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Intracellular bioenergetic redistribution via human AK2 controls the fate of hematopoietic progenitors.2017

    • 著者名/発表者名
      Saiki N., Oshima K., Tanaka M., Hirayama A., Kitayama S., Nakahata T., Saito MK.
    • 学会等名
      The International Society for Stem Cell Research (ISSCR) Annual meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多能性幹細胞による細胞分化・疾患モデリングにおけるオミクス解析の立場と現状2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯憲和
    • 学会等名
      NGS現場の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Multi-omics analysis for elucidating the potential role of intracellular bioenergetic and gene expression network on controlling the fate of hematopoietic progenitors using patient-specific iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Saiki N., Oshima K., Hirayama A., Soga T., Tomita M., Nakahata T., Saito MK
    • 学会等名
      The International Society for Stem Cell Research (ISSCR) Annual meeting 2016
    • 発表場所
      San Francisco, CA, USA
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-omics analysis for elucidating the potential role of intracellular bioenergetic and gene expression network on controlling the fate of hematopoietic progenitors using patient-specific iPS cells2016

    • 著者名/発表者名
      Saiki N., Oshima K., Hirayama A., Soga T., Tomita M., Nakahata T., Saito MK.
    • 学会等名
      ISSCR Annual Meeting 2016
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pluripotent stem cell models of reticular dysgenesis as a tool for elucidating the potential role of intracellular bioenergetic systems on controlling the fate of hematopoietic progenitors2015

    • 著者名/発表者名
      Saiki N., Oshima K., Hirayama A., Soga T., Tomita M., Nakahata T., Saito MK.
    • 学会等名
      ISEH 44th Annual Scientific Meeting
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The contribution of metabolites of the TCA cycle to maintenance of pluripotent stem cell2015

    • 著者名/発表者名
      Saiki N., Okazaki H., Hirayama A., Soga T., Tomita M., Nakahata T., Saito MK.
    • 学会等名
      ISSCR Annual Meeting 2015
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 年月日
      2015-06-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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